Nguyên lý hoạt động và cấu tạo hệ thống máy chiller giải nhiệt

28 Tháng Chín, 2020 106 Nguyễn Tiến Thành

Trong các nhà máy công nghiệp có quy mô lớn và các trung tâm thương mại thì tháp giải nhiệt đã là một phần vô cùng quan trọng. Chiller với chức năng chính là cung cấp nước lạnh và giải nhiệt cho các loại máy công nghiệp, đảm bảo sự hoạt động của hệ thống máy móc. Tuy nhiên không phải ai cũng hiểu và biết Chiller là gì? Ứng dụng ra sao? Vậy hãy cùng https://sieusach.info/ tham khảo bài viết này để hiểu thêm nhé!

Chiller là gì?

Chiller giảm nhiệt hay còn có cái tên gọi khác là hệ điều hòa trung tâm Chiller, là một loại máy sản sinh ra nguồn nước lạnh để “điều hòa” làm lạnh các đồ vật, thực phẩm, làm sản sinh nguồn nước lạnh cho điều hòa trung tâm. Ở trong máy lạnh người ta thường cảm thấy một nguồn nóng và một nguồn lạnh hơn môi trường xung quanh dù hoạt động với nguyên lý nào.

Hệ thống Chiller giải nhiệt nước

Hệ thống Chiller giải nhiệt nước

Xem thêm: Tháp giải nhiệt Evapco và cách tẩy rửa cáu cặn hiệu quả

Nhiều trường hợp tốt ta có thể thiết kế sử dụng cả hai nguồn nóng và lạnh, tiết kiệm được rất nhiều năng lượng trong quá trình chạy. Thiết bị này là máy sản xuất nước lạnh dùng trong hệ thống điều hòa không khí trung tâm, sử dụng nước là chất tải lạnh. Nước sẽ được làm lạnh khi đi qua bình bốc hơi (thường là vào 12 độ và ra là 7 độ).

Máy chiller có cấu tạo gồm 4 thiết bị chính của chu trình nhiệt căn bản đó là: van tiết lưu, máy nén, thiết bị ngưng tụ và thiết bị bay hơi. Ngoài ra còn có thêm một số thiết bị khác nữa. 

Hiện nay thì hệ thống lạnh Chiller đã là một phần không thể thiếu của các nhà máy công nghiệp hay các trung tâm thương mại. 

Nguyên lý hoạt động của Chiller

Nguyên lý hệ thống chiller được thực hiện giống với nguyên lý của tháp giải nhiệt nước. Đó là thông qua quá trình bay hơi để thu lượng nhiệt và làm cho nhiệt độ của môi trường xung quanh cũng hạ xuống. 

Chiller ứng dụng tính năng chuyển đổi trạng thái vật hơi ngưng tụ thành lỏng hoặc lỏng ngưng tụ thành thể rắn. Thiết bị lấy nhiệt từ môi trường xung quanh và làm giảm nhiệt độ đó đi được gọi là tỏa nhiệt.

Nguyên lý hoạt động của Chiller

Nguyên lý hoạt động của Chiller

Xem thêm: Mua tháp giải nhiệt cũ – những lưu ý khi lựa chọn

Sau đó nó bay hơi và thu nhiệt độ xung quanh và làm hạ thấp nhiệt độ của môi trường (gas lạnh ở dạng lỏng bay hơi và thu nhiệt từ nước và nó trở nên lạnh theo yêu cầu sử dụng) đây chính là quá trình chuyển đổi từ thể lỏng sang thể khí.

Nước được vận chuyển theo vòng tuần hoàn trong đường ống qua Chiller và làm lạnh xuống 7 độ C. Sau đó nó chảy qua các dàn trao đổi nhiệt FCU/AHU, nước lạnh được trao đổi nhiệt với không khí tuần hoàn phía trong phòng và làm cho nhiệt độ trong phòng giảm xuống. Tiếp theo, nước lạnh sẽ hấp thụ nhiệt với không khí trong phòng nóng lên đến khoảng 12 độ C rồi lại được bơm tuần hoàn quay trở về Chiller, tại đây nước lại tiếp tục làm lạnh xuống khoảng 7 độ.

Ứng dụng của Chiller 

Thiết bị làm lạnh nước công nghiệp được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, nơi nước lạnh hoặc chất lạnh được thông qua thiết bị xử lý. Thiết bị thường được sử dụng để làm mát các loại sản phẩm và máy móc. ngoài ra còn được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng khác nhau như: ép phun, công cụ và cắt chết thực phẩm, đồ uống, hóa chất, laser, máy công cụ bán dẫn,…

Chiller có 2 loại phổ biến đó là:

– Chiller giải nhiệt nước

 – Chiller giải nhiệt gió 

Chiller giải nhiệt nước

Giải nhiệt nước hay còn gọi là Water Chiller là gì? là một hệ thống làm lạnh hay làm mát nước công nghiệp. Nhiệt độ nước mà hệ thống Chiller tạo ra đó là từ 6 độ C ~ 30 độ C (trong khi nhiệt độ bình thường của nước là 30 độ C). 

Chiller giải nhiệt bằng nước 

Chiller giải nhiệt bằng nước

Chiller giúp giảm nhiệt độ nước nóng trong quá trình sản xuất từ 90 độ C ~ 40 độ C xuống nhiệt độ nước là 30 độ C. Đây cũng là nhiệt độ phù hợp cho các nhu cầu sản xuất chỉ cần nhiệt độ khoảng 30 độ C.

Cấu tạo Chiller giải nhiệt nước

Cấu tạo thiết bị này rất đơn giản bao gồm: Máy nén lạnh, dàn nóng, dàn lạnh, tủ điều khiển.

Máy nén lạnh:

  • Máy nén piston với các loại 1 piston, 2 piston, 3 piston, 4 piston,… Thường nhỏ hơn 3 hp dân dụng, hoặc hàng trăm hp trong hệ thống đông lạnh cho máy nén 2 cấp.
  • Máy nén xoắn ốc (từ 3 hp điện đến 30hp/block nén điện).
  • Máy nén trục vít (từ 40hp điện đến 300 hp/block điện).
  • Máy nén ly tâm (loại li tâm nhỏ từ 60 tons -300 tons. Và li tâm lớn từ 300 tons đến hàng nghìn tons).

Dàn nóng chiller:

Được thiết kế dạng ống đồng thẳng từ đầu này sang đầu kia và nước dẫn bên trong ống đồng. Gas dạng hơi chứa trong bình ngưng, đọng lại thành lỏng được hấp thụ nhiệt từ nước dẫn qua đến tháp giải nhiệt cooling tower.

Tủ điều khiển: giữ vai trò điều khiển hoạt động của hệ thống chiller:

  • Tủ điều khiển với hệ thống on – off với chiller xoắn ốc.
  • Điều khiển giảm tải 25%-50%-75%-100% với chiller trục vít sử dụng thanh trượt làm giảm tỉ số nén.
  • Điều khiển giảm tỉ số nén bằng cách giảm lượng gas cấp vào với chiller ly tâm.

Ưu điểm của Chiller tản nhiệt nước

  • Hệ thống giải nhiệt nước Chiller là hệ thống có hiệu suất, tuổi thọ cao.
  • Lắp đặt không sợ bị ảnh hưởng đến không gian bố trí
  • Công suất hoạt động rất lớn từ 5 ton và có thể lên đến trên 1000 ton.
  • Được thích hợp sử dụng với công trình lớn hoặc rất lớn.

Chiller giải nhiệt gió 

Giải nhiệt gió hay còn gọi là Air cooling Chiller là hệ thống áp dụng nguyên lý làm lạnh cưỡng bức bằng gas cũng tương tự như hệ thống giải nhiệt nước. Nhưng hệ thống giải nhiệt gió  có một số sự khác biệt về cấu tạo của nó.

  • Hệ thống giảm nhiệt gió không sử dụng cooling tower, mà lại trao đổi nhiệt từ gas nóng với áp suất cao từ quạt hút.
  • Chiller gió hiệu suất lạnh của nó kém hơn chiller nước rất nhiều, chỉ bằng 70% hiệu suất làm lạnh. Bên cạnh đó nó cũng cần phải bảo dưỡng thường xuyên.

Thiết bị này hiệu suất lạnh kém hơn nhiều so với loại giải nhiệt nước (hiệu suất gấp 1,5 lần so với chiller gió). Với công suất điện chiller gió sẽ sản sinh ra 3 kw lạnh thì chiller nước sản sinh ra được 4,5 kw lạnh.

Chiller hạ nhiệt gió

Chiller hạ nhiệt gió

Nhưng do một số lý do đặc biệt người ta vẫn sử dụng hệ thống chiller gió giải nhiệt đó là:

  • Có thể do chất lượng nước không đảm bảo (lượng axit quá cao và có nhiều bụi bẩn trong khi sử dụng tháp giải nhiệt)
  • Tiết kiệm diện tích hơn so với chiller nước. Ví dụ như: chiller giảm nhiệt nước thì cooling tower không đặt được trong nhà xưởng.
  • Khi sử dụng cooling tower làm tăng độ ẩm xung quanh và tạo điều kiện cho vi sinh vật không tốt làm ô nhiễm môi trường xung quanh nhà máy gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người cũng như thực phẩm.

Cấu tạo của hệ thống Chiller giải nhiệt gió

Về cấu tạo của chiller gió chỉ khác chiller nước đó là không sử dụng bình ngưng ống chùm mà là dàn ống đồng cánh nhôm. Bởi vì có một số giả thuyết đặt ra:

  • Ống đồng truyền nhiệt tốt hơn là nhôm, nhưng tản nhiệt vào không khí lại kém.
  • Đồng có giá cao và trọng lượng nặng hơn nhôm nên không kinh tế bằng nhôm
  • Đồng dẫn nhiệt qua cánh tản nhiệt đồng thì nhiệt trên cánh tản nhiệt đồng sẽ cao, khi đặt trong xưởng sẽ dễ gây ra các nguy cơ cháy nổ.
  • Ống đồng cánh nhôm sẽ tạo ra lượng nhiệt không đều trên toàn bộ dàn coil từ đó dẫn đến sự đối lưu tốt hơn cho toàn bộ dàn coil.

Ưu điểm của Air Cooling tower

  • Thiết bị có hệ thống nhỏ gọn, nên tiết kiệm diện tích, dễ vận chuyển và lắp đặt.
  • Máy có thể làm việc ở nơi không có nguồn nước sạch hoặc nguồn nước chứa hóa chất.
  • Thiết bị thường được ứng dụng cho giải nhiệt hóa chất, làm mát nhà xưởng. 

Trên đây là bài viết chia sẻ các thông tin về Chiller giải nhiệt cũng như phân loại và nguyên lý hoạt động của nó. Hy vọng qua bài viết này bạn sẽ hiểu Chiller là gì và có thể ứng dụng nó trong chính cuộc sống của bạn.

Danh mục: Tháp giải nhiệt

Xem thêm:

Bài viết liên quan